Аппараты и устройства электрической защиты

 

7.1. Защита генераторов

 

7.1.1. Во время эксплуатации судна необходимо периодически проверять уставки защиты, чтобы убедиться в том, что защита работоспособна. Рекомендуемая периодичность проверок - один раз в год. Проверка необходима также после каждого ремонта или замены узлов в аппаратах и устройствах защиты.

 

7.1.2. Проверку уставок аппаратов и устройств защиты следует производить на их штатных местах, т.е. в условиях, соответствующих реальным условиям эксплуатации (по температуре окружающей среды, уровню вибрации, влиянию электромагнитных полей, ферромагнитных масс и др.).

 

7.1.3. При ТО механической части генераторных АВ рекомендуется руководствоваться следующим типовым перечнем работ:

 

.1. очистка АВ от пыли, грязи, следов смазки;

 

.2. проверка плотности контактных и крепежных соединений;

 

.3. проверка состояния пружин;

 

.4. проверка наличия смазки в подшипниках и шарнирных соединениях, редукторе электродвигательного привода;

 

.5. проверка одновременности замыкания и отсутствия перекоса контактов;

 

.6. проверка механических указателей АВ (коммутационного положения, состояния пружинного механизма, срабатывания расцепителей и др.);

 

.7. проверка срабатывания АВ путем ручного воздействия на якоря расцепителей при включенном АВ. Одновременно проверяется невозможность включения АВ, если якорь минимального расцепителя не прижат.

 

7.1.4. При обслуживании АВ выдвижного исполнения следует проверять работу устройства безопасности. При попытке ввода АВ во включенном положении он должен отключиться прежде, чем соприкоснутся изолирующие контакты. Если же АВ выдвигается во включенном положении, он должен отключиться прежде, чем разомкнутся изолирующие контакты.

 

7.1.5. ТО электрической части генераторных АВ заключается в обслуживании контактов и дугогасительных камер, проверке стабильности и регулировке (при необходимости) уставок расцепителей.

 

7.1.6. После каждого отключения тока КЗ необходимо, не дожидаясь планового срока проведения ТО, выполнить следующие работы:

 

.1. удалить с контактов копоть и капельки металла (не нарушая формы контактов). Применение наждачного полотна и полировка контактов не допускаются. Копоть, образующаяся на контактах с серебряными накладками, удаляется ветошью, смоченной рекомендованным моющим средством. Потемнение таких контактов не является признаком их неисправности;

 

.2. оценить состояние контактов. Дугогасительные контакты следует заменять, если их толщина в месте соприкосновения окажется уменьшившейся примерно на 1/3. Главные контакты подлежат замене при износе серебряного покрытия под действием дуговой эрозии и сил трения до медной основы;

 

.3. удалить брызги металла и копоть с изоляционных поверхностей, внимательно осмотреть их на предмет обнаружения следов пробоя или трекинга;

 

.4. осмотреть дугогасительные камеры, удалить с них частицы металла, убедиться, что металлические пластины деионной решетки не деформированы, а внутренние поверхности камер не имеют значительного обгорания.

 

7.1.7. Особое внимание в эксплуатации должно быть уделено состоянию изолирующих контактов выдвижных АВ. Основной их неисправностью является уменьшение силы контактного нажатия, приводящее к перегреву. О наличии перегрева свидетельствует потемнение контактов, что легко заметить при регулярных осмотрах. Для дистанционного измерения температуры изолирующих контактов целесообразно использовать неконтактный термометр.

 

7.1.8. Предупредительную сигнализацию о высокой нагрузке генераторного агрегата (ГА) следует настраивать на 85-95% номинальной нагрузки с выдержкой времени не менее 10 с. Защиту ГА от перегрузки путем отключения части потребителей рекомендуется настраивать следующим образом:

 

Для дизель-генераторов (ДГ): при нагрузке 110% - отключение первой группы потребителей с выдержкой времени не менее 10 с, при нагрузке 120% и большей - отключение всех групп потребителей без выдержки времени.

 

Для валогенераторов (ВГ) защита от перегрузки может быть настроена на предельные для генератора полный ток и время отключения.

 

С уменьшением располагаемой мощности ГА в связи с ухудшением их технического состояния мощность потребителей, отключаемых при перегрузке, должна увеличиваться.

 

Уставки по нагрузке и по времени при отключении генераторов вследствие перегрузки должны быть настолько большими, насколько это допустимо, исходя из перегрузочных характеристик генераторов и приводных двигателей.

 

7.1.9. Проверка защиты от перегрузки.

 

.1. Проверку электромагнитных расцепителей перегрузки прямого действия в АВ следует производить методом непосредственного нагружения ГА судовыми электропотребителями или с помощью специального нагрузочного устройства. При невозможности создать необходимую нагрузку в силовой цепи проверка срабатывания защиты имитируется ручным воздействием на якоря расцепителей включенного АВ с целью его отключения.

 

.2. Для проверки АВ с электронными расцепителями должны использоваться специальные устройства проверки, выпускаемые для этой цели фирмами-изготовителями таких АВ.

 

.3. Проверка блоков перегрузки в комбинированных защитных устройствах (КЗУ) должна производиться, используя схемы, воспроизводящие требуемые значения тока защиты во вторичных обмотках измерительных трансформаторов тока, питающих КЗУ (симулирующие схемы).

 

7.1.10. Проверка защиты от внешних КЗ

 

.1. Электромагнитные расцепители прямого действия защиты от КЗ допускается проверять ручным воздействием на якоря расцепителей включенного АВ с целью его отключения. При этом АВ должен быть электрически изолирован от соответствующей секции ГРЩ, либо эта секция должна быть полностью обесточена.

 

.2. Электронные расцепители КЗ должны проверяться с помощью специальных устройств проверки, выпускаемых для этой цели фирмами - изготовителями таких АВ.

 

.3. Проверка блоков КЗ в КЗУ должна производиться, используя симулирующие схемы проверки. Наличие селективности защиты при КЗ может быть в первом приближении проверено установлением наличия временной задержки отключения в АВ генератора или в соответствующем блоке КЗУ.

 

7.1.11. Защита от обратной мощности

 

Рекомендуется проверку защиты от обратной мощности производить непосредственно переводом каждого генератора в двигательный режим. Для этого при параллельной работе двух ГА воздействуют дистанционно на регуляторы частоты вращения приводных двигателей, постепенно разгружают один из генераторов и переводят его в двигательный режим. Наблюдая за повышением мощности нагрузки второго генератора, определяют значение, при котором аппаратура защиты от обратной мощности сработает и отключит АВ генератора. Аналогично проверяется защита другого генератора.

 

В соответствии с Правилами Регистра уставки по обратной мощности должны составлять 8-15% Рном.г для дизельгенераторов и 2-6% Рном.г для турбогенераторов (ТГ), где Рном.г - номинальная активная мощность генератора.

 

Для отечественных ГА уставки обычно составляют: для ДГ с наддувом 15% Рном.г, для ДГ без наддува 10% Рном.г и для ТГ - 3-5% Рном.г. Выдержка времени обычно составляет 1-2 с для ДГ и 3-5 с для ТГ.

 

7.2. Защита распределительных сетей

 

7.2.1. В распределительной сети судовой электроэнергетической системы переменного тока во всех ответвлениях должна предусматриваться защита от КЗ и перегрузок.

 

7.2.2. Методика проверки тепловых расцепителей сетевых АВ практически не отличается от методики проверки ЭТР в пускателях и станциях управления (см. п.7.3). При проверке правильности настройки электромагнитных расцепителей АВ следует проверять ток срабатывания, а для селективных сетевых АВ - также и время замедления срабатывания в зоне токов КЗ. Проверка уставок АВ с полупроводниковыми максимальными расцепителями должна производиться, как правило, с помощью специальных испытательных устройств, выпускаемых изготовителями АВ.

 

7.2.3. Для предотвращения возможного недопустимого перегрева контактов постоянно включенных АВ из-за увеличения контактного переходного сопротивления рекомендуется раз в три месяца несколько раз включить и выключить АВ без тока.

 

7.2.4. Во избежание механических повреждений пластмассового корпуса АВ не допускается чрезмерный затяг контактных соединений. При обслуживании АВ следует пользоваться динамометрическим ключом и предписанными в заводских инструкциях значениями затяга.

 

7.2.5. Если сетевой АВ начинает необоснованно отключаться (при длительном протекании рабочего тока или пусках электродвигателя) и отсутствует возможность регулировки или замены максимального расцепителя, следует установить другой АВ с ближайшим большим током расцепителя. Если возможность регулировки имеется (в виде градуированной шкалы, стрелок "больше-меньше" и др.), следует несколько увеличить уставку и произвести проверку расцепителя с тем, чтобы установить новые параметры срабатывания защиты.

 

7.3. Электротепловые реле защиты электродвигателей от перегрузки

 

7.3.1. Проверку электротепловых реле (ЭТР) защиты ЭП от перегрузки необходимо выполнять:

 

.1. не реже одного раза в 4 года в ЭП ответственных устройств;

 

.2. после отключения ЭП вследствие перегрузки;

 

.3. после замены ЭП другим с отличающимся номинальным током;

 

.4. после изменения величины номинального тока несрабатывания реле, Iном.неср.

 

7.3.2. В соответствии с общепринятой практикой номинальный ток несрабатывания ЭТР (ток уставки) следует устанавливать равным номинальному току защищаемого ЭП с учетом температуры окружающего воздуха в месте установки ЭТР. В магнитных пускателях, обеспечивающих пуск ЭП переключением со звезды на треугольник, настройка ЭТР производится на номинальный фазный ток.

 

7.3.3. Номинальный ток ЭТР рекомендуется выбирать так, чтобы он был как можно ближе к номинальному току ЭП. В этом случае в условиях эксплуатации ЭП с продолжительным режимом работы появляется возможность приблизить уставку ЭТР к рабочему току ЭП и, тем самым, повысить чувствительность защиты.

 

7.3.4. В соответствии с нормами ЭТР отечественного производства при температуре окружающего воздуха 40 °С для реле без температурной компенсации и 20 °С при наличии такой компенсации должны:

 

.1. не срабатывать при токе Iном.неср. в установившемся тепловом состоянии;

 

.2. срабатывать при токе 1,2Iном.неср. за время не более 20 мин после прогрева реле током Iном.неср. до установившегося теплового состояния. Время срабатывания ЭТР при нагреве от холодного состояния током 6·Iном.неср. при любом положении регулятора уставки обычно находится в пределах (0,5-4) с для ЭТР с малой инерционностью и (4-25) с для ЭТР с большой инерционностью.

 

7.3.5. При неоднократных отключениях ЭП во время пуска следует убедиться в исправности двигателя и приводимого механизма. В случае их исправности такие отключения могут означать, что защитная характеристика данного ЭТР не соответствует в зоне пусковых токов условиям пуска данного ЭП (время пуска превышает время срабатывания ЭТР при пусковом токе). В этом случае необходимо увеличить время отключения ЭТР в зоне пускового тока (например, выбрав реле другого класса) с тем, чтобы оно превышало время пуска не менее чем на 25%. Допускается также шунтирование ЭТР на время пуска с помощью соответствующего электроаппарата. Недопустимо увеличивать в данной ситуации ток уставки из-за возможного ухудшения защищенности ЭП при возникновении небольших перегрузок.

 

7.3.6. Процедура проверки ЭТР:

 

.1. Основным содержанием проверки является установление соответствия фактических параметров защиты (тока и времени срабатывания) штатной время-токовой характеристике или нормативным требованиям с помощью специальных устройств проверки защиты, обеспечивающих требуемый нагрузочный режим и регистрацию времени срабатывания.

 

.2. При проверке ЭТР должны выполняться следующие условия:

 

реле должны находиться в своем рабочем положении;

 

испытание реле, предназначенных для работы на переменном токе, следует проводить при отклонениях частоты от номинальной не более чем на 20%;

 

включение реле в главную цепь проверки должно производиться проводниками длиной не менее 1,5 м и сечением, соответствующим номинальному току реле;

 

испытание трехполюсных реле при переменном токе допускается проводить однофазным током при последовательном соединении всех полюсов.

 

.3. Стандартная процедура проверки ЭТР должна включать в себя проверку в двух точках, соответствующих несрабатыванию реле вне зоны защиты и срабатыванию в зоне защиты. Допускается использовать упрощенную процедуру проверки ЭТР - по одной точке время-токовой характеристики.

 

.4. При упрощенной процедуре проверки ЭТР ток проверки обычно составляет 150% номинального тока АД. Допускается принимать также и другой ток, как больший, так и меньший указанного. Предварительное тепловое состояние ЭТР специально не устанавливается. Если реле перед проверкой находилось в обесточенном состоянии (не менее часа), то состояние считается холодным. Если перед проверкой реле находилось около часа под рабочей нагрузкой - состояние считается нагретым.

 

.5. Точка, соответствующая току 150% номинального тока ЭП и фактическому времени срабатывания, наносится на график со штатными время-токовыми характеристиками данного типа реле. В случае, когда время срабатывания оказалось значительно меньше штатного, ток уставки может быть увеличен. Однако, если данное ЭТР до проверки работало нормально, т.е. не было ложных отключений ни во время пуска, ни во время продолжительной работы защищаемого ЭП, изменять регулировку тока уставки не следует. В случае, когда время срабатывания при проверке оказалось значительно больше штатного, ток уставки следует уменьшать, проверяя время несрабатывания и срабатывания в соответствии с нормативными требованиями. В любом случае новое значение тока уставки не должно быть меньше максимального тока нагрузки ЭП.

 

.6. Результаты проверки ЭТР, для которых отсутствуют штатные время-токовые характеристики, можно считать удовлетворительными, если время срабатывания реле из холодного состояния при токе 1,5·Iном.неср. укладывается в интервале (2-7)мин.